Question

CO、NO、NO₂、SO₂等有毒气体会危害人体健康，破坏环境，对其进行无害处理研究一直是科技界关注的重点。请回答以下问题：

（1）汽车尾气中的CO、NO、NO₂等有毒气体会危害人体健康，可在汽车尾部加催化转化器，将有毒气体转化为无毒气体。

已知：①2NO(g)＋O₂(g)=2NO₂(g)    ΔH₁=-112.3kJ·mol^-1

②NO₂(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO₂(g)    ΔH₂=-234kJ·mol^-1

③N₂(g)＋O₂(g)=2NO(g)    ΔH₃=＋179.5kJ·mol^-1

请写出CO和NO₂生成无污染气体的热化学方程式__。

（2）若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应：2CO(g)＋2NO(g)N₂(g)＋2CO₂(g)   ΔH=-759.8kJ·mol^-1，若反应达到平衡时，所得的混合气体中含N₂的体积分数随的变化曲线如图1。

①a、b、c、d四点的平衡常数从大到小的顺序为__。

②若=0.8，反应达平衡时，N₂的体积分数为20%，则NO的转化率为__。

（3）若将NO₂与O₂通入甲中设计成如图2所示装置，D电极上有红色物质析出，则A电极的电极反应式为__，经过一段时间后，若乙中需加0.1molCu₂(OH)₂CO₃可使溶液复原，则转移的电子数为__N_A。

（4）常温下，SO₂可以用碱溶液吸收处理。若将SO₂通入到NaOH溶液中，充分反应后得到amol·L^-1的NaHSO₃溶液，该溶液的pH=5，则该溶液中c(SO₃^2-)___c(H₂SO₃)（填“>”、“=”或“＜”），HSO₃^-的电离常数约为___（用含a的式子表示）。

Answer

4CO(g)＋2NO2(g)=4CO2(g)＋N2(g) ΔH=-1227.8kJ·mol-1 a=b=c>d 60% NO2-e-＋H2O=NO3-＋2H+ 0.6 >

【解析】

(1)由CO和NO2生成无污染气体，则产物为CO2和N2；根据盖斯定律进行计算；

(2)①根据外界条件对平衡移动的影响规律进行分析，平衡常数只与温度有关；

②气体的体积分数之比等于气体的物质的量之比，根据三段式列式进行计算，从而求出NO的转化率；

(3)D电极上有红色物质析出，说明在D电极上Cu2+得到电子被还原为Cu，说明D电极为阴极，则A电极为负极，发生氧化反应，据此规律写出极反应方程式；由于加0.1molCu2(OH)2CO3使溶液复原，相当于电解完Cu2+后又电解了H2O，据此计算电子转移的数目；

(4)NaHSO3溶液的pH=5，说明的电离大于水解，溶液显酸性；NaHSO3溶液的浓度为amol·L-1，，pH=5，，根据进行计算。

(1)由CO和NO2生成无污染气体，则产物为CO2和N2，方程式为4CO（g）+2NO2（g）=4CO2（g）+N2（g），该反应可由①-③+4×②得到，由盖斯定律可得该反应的；

(2)①反应2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH=-759.8kJ·mol-1为放热反应，温度越高，N2平衡时的体积分数越小，由图可知T1＞T2，由于正反应放热，温度越高，平衡向逆向移动，平衡常数越小，相同温度下平衡常数相同，固有a=b=c>d；

②设起始时NO的物质的量为a，则CO的物质的量为0.8a，反应的N2的物质的量为，由题意得

，解得=0.3a，故NO的转化率为；

(3)D电极上有红色物质析出，说明在D电极上Cu2+得到电子被还原为C'u，说明D电极为阴极，则A电极为负极，发生氧化反应，所以A电极通入NO2，发生电极反应为： NO2-e-＋H2O=NO3-＋2H+，乙中阴极发生反应：Cu2++2e-=Cu，H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极发生反应：2H2O-4e-=2O2↑+4H+，由于加0.1molCu2(OH)2CO3使溶液复原，相当于电解完Cu2+后又电解了H2O，电解Cu2+转移电子数为0.2×2=0.4NA，电解H2O转移电子数为0.2NA，共转移电子0.6 NA；

(4)NaHSO3溶液的pH=5，说明 的电离大于水解，故c(SO32-)>c(H2SO3)；的电离平衡为：，NaHSO3溶液的浓度为amol·L-1，，pH=5，，所以。